EFEK INDUKSI

Ketika kita membicarakan tentang kemampuan atom menyebabkan polarisasi ikatan, kita gunakan istilah efek induksi. Unsur-unsur elektropositif seperti litium dan magnesium menginduksi pemberian elektron, sedangkan unsur-unsur elektronegatif seperti oksigen dan klorin menginduksi penarikan elektron. Efek induksi sangat penting untuk memahami reaktivitas suatu senyawa. Efek ini tidak hanya dirasakan oleh ikatan tetangga, namun dapat pula berpengaruh sampai ikatan yang lebih jauh. Efek ini berkurang dengan bertambahnya jarak. Polarisasi ikatan C-C menyebabkan pula sedikit polarisasi tiga ikatan C-H metil.

Efek induksi : suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu molekul (melewati ikatan σ).

Dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I- dan I+

I⁺ jika substituen yang terikat mendorong elektron (melepaskan e-)

I-    Jika substituen yang terikat menarik elektron

Efek induksi dari gugus yang terikat pada rantai R dari asam karboksilat (gugus COOH)

Di dalam keadaan dasar (ground state) efek-efek ini bekerja secara permanen dan dapat nyata dalam sejumlah sifat-sifat molekul. Salah hal yang paling ideal yang berhubungan dengan efek induksi adalah kecepatan solvolisis 4-(4-alkilbisiklo[2.2.2]oktan-1-ilbrosilat dalam asam asetat pada 75°C. Kecepatan relatif diberikan sebagai berikut:

Efek lain yang bekerja adalah efek medan. Efek ini bekerja tidak melalui ikatan tapi langsung melalui ruang atau molekul pelarut. Biasanya sulit untuk memisalkan efek induksi dengan efek ruang, tapi ada fakta yang menunjukkan bahwa efek medan tergantung pada geometri molekul sedangkan efek induksi hanya tergantung pada sifat ikatan. Sebagai contoh di dalam isomer 3 dan 4, efek induksi atom klor terhadap posisi elektron-elektron di dalam gugus COOH (dan oleh karenanya juga terhadap keasamannya) seharusnya sama karena keterlibatan ikatannya juga sama; tapi efek medan akan berbeda karena posisi klor dalam 3 lebih dekat ke COOH dibanding dengan di dalam 4. Jadi pembandingan keasaman 3 dan 4 seharusnya mengungkap apakah suatu efek medan benar-benar bekerja. Fakta yang diperoleh dari eksperimen seperti itu memperlihatkan bahwa efek medan lebih penting daripada efek induksi. Dalam kebanyakan kasus, kedua jenis efek tersebut dipertimbangkan secara bersama-sama.

Gugus fungsi dapat dikelompokkan sebagai gugus penarik elektron (-I) dan gugus pendorong elektron (+I) relatif terhadap atom hidrogen. Sebagai contoh gugus nitro adalah suatu gugus –I, gugus ini lebih kuat menarik elektron ke dirinya daripada atom hidrogen.

Dan sebagai contoh :

Efek-α

Nukleofil yang memiliki pasangan elektron bebas pada atom yang berdampingan langsung dengan pusat nukleofil (posisi a) tampak sebagai pendonor yang sangat kuat. Spesies-spesies seperti ini meliputi hidrazin, hidroksil amina, dan peroksida. 

Sifat-sifat ini sangat kontras dengan lemahnya sifat basa yang dimiliki akibat efek induksi heteroatom yang ada di sampingnya. Sebagai contoh, ion hidroperoksida (HO-O-) kurang asam daripada OH- dengan faktor 1014, tapi lebih reaktif sebagai nukleofil dalam menggantikan bromida pada asam bromoasetat dengan faktor sekitar 20. Asal dari hiperaktivitas tersebut tampak terletak pada interaksi antara pasangan-pasangan elektron bebas atom-atom yang berdampingan menghasilkan peningkatan energi HOMO dan peningkatan perilaku sifat basa “lunak”. Sesuai dengan hal tersebut di atas, substitusi nukleofilik SN2 metil iodida oleh dua buah basa yang pKɑ-nya berimbang memperlihatkan perbandingan tetapan kecepan reaksi seperti berikut,

dan pelepasan gugus p-nitrofenol dari p-nitrofenil asetat terjadi 71 kali lebih cepat oleh hidroperoksida daripada ion hidroksida, meskipun basa ion hidroksida lebih kuat sebesar 4 satuan (faktor 10.000).

Akan tetapi, reaksi antara fenil asetat dengan amina-amina di dalam media berair, hidrazin bereaksi pada suatu kecepatan normal sesuai dengan harga pKɑ-nya, dan tidak ada efek- yang bekerja. Tampaknya efek- hanya penting jika nukleofil bertindak sebagai basa yang sangat lunak, dan interaksi elektrostatik dengan pusat elektrofil pada interaksi awal adalah sangat kecil. Tinggi aktivitas relatif nukleofil- untuk suatu pusat karbon terhadap proton dibandingkan dengan nukleofil “normal” (sebagai contoh CH3O-) diduga berasal dari sifat orbital molekul. Oleh karena penurunan energi HOMO nukleofil normal selalu disertai dengan penurunan sejumlah kecil muatan negatif pada pusat nukleofil maka mengurangi komponen “keras” dan “lunak” reaktivitas. Di dalam nukleofil-,penurunan muatan mengarah kepada penurunan reaktivitas.

Efek induksi mirip dengan efek mesomeri, efeknya yaitu terpolarisasi secara permanen dalam keadaan dasar molekul dan oeh karena itu dinyatakan dalam sifat fisika senyawanya. Mesomeri hanya dapat terjadi pada senyawa tak jenuh, namun efek induksi dapat terjadi pada senyawa jenuh maupun tak jenuh. Efek induksi hanya terbatas pada jarak yang terbatas, sedangkan efek mesomeri dapat terjadi sepanjang molekul masih menyediakan sistem terkonjugasi.

DAFTAR PUSTAKA

Firdaus. 2009. Modul Kimia Organik Fisis I. Makassar: Unhas Press. 

Prasojo, S. L. BUKU PEGANGAN KULIAH UNTUK MAHASISWA FARMASI. Semarang: Sekolah Tinggi Ilmu                Farmasi “Yayasan Pharmasi”.

Efek Induksi dan Mesomeri | ChemiPharm 
Keasaman Asam Karboksilat | Kimia Organik II